יעילותם של מסננים מקרטעים בטיפול במים אפורים ובזרמים לא תעשייתיים

מבוא לשוד ביולוגי עבור זרימה לא תעשייתית

דחיפה העולמית לקיום מים השתנתה מלהיות מהמטרה פשוטה של שפכים להחלמה משאבים ושימוש חוזר. בהקשר זה, הטיפול במים אפורים וזרמי פסולת לא תעשייתיים אחרים מציג הזדמנות משמעותית.זרמים אלה, שהם נמוכים פתוגנים ורעלים תעשייתיים מאשר מים שחורים או מפעל effluent, ניתן לטפל ביעילות באמצעות מערכות ביולוגיות פשוטות יחסית.

מים אפורים מהווים 50% עד 80% מהנפח הכולל של פסולת המיוצר על ידי משק בית.זה מייצג מקור פוטנציאלי עצום של מים עבור יישומים שאינם ניתנים להשגה כגון השקיה נוף, שירותים פלושינג, וקירור תעשייתי.עם זאת, כדי לנצל את המשאב הזה בבטחה, טיפול יעיל נדרש.לא-תעשייתיציל פסולת ממשרדים, מרכזי קמעונאים, ולשתף מאפיינים דומים ומטרות.

מסגרות תגמול הן יותר ויותר הכרה בערכו של טיפול במים למטרות מותאמות. Standards כגון תקנות ההרחבה של האיחוד האירופי למים (2020/7/741) וכותרתה של קליפורניה 22 מדדים ברורים לאיכות מים לשימוש חוזר בלתי אפשרי.

כיצד מסננים טריקלינג עובדים: סקירה טכנית

מסנן טריק הוא כור צמיחה מחובר ביולוגי.שפכים מחולק על מיטה של מדיה, שבו ביופיל של מיקרואורגניזמים מתפתח. כמו המים מחלחלים מטה, פעילות מיקרוביאלית שוברת אבקות אורגניות.חמצן מסופק על ידי טיוטה טבעית או או או או אוורור כפוי דרך מיטת המסנן.

סוגי מדיה והנכסים שלהם

בחירת אמצעי סינון היא קריטית.מערכות מוקדמות המשמשות אבן מרוסנת או קבר, אשר סיפקו שטח על פני השטח גבוה, אך יחס נמוך ריק.מערכות מודרניות בדרך כלל משתמשות באמצעי תקשורת פלסטיים, כגון:

(בתמונה:0)Random אריזה (ריצוף או קבוע): טבעות ראטפל:1, סדדלס, או תחומים עשויים פוליפרופילין או PVC.הם מציעים שטח משטח ספציפי (100-200 מ'2 / m3) ויחסי ריק בינוניים.
(FLT:0Cross-flow גיליון מדיה: FIRLT:1) בנתה גלידות פלסטיק שיוצרות נתיבים מובנים למים ולאוויר.הם מספקים העברת חמצן מעולה ואזור משטח ספציפי גבוה (80-150 מ'2/m3).
(FLT:0) ו- גיליון זרימה תיאורטית: FLT1: סדינים ממובנים עם ערוצים אנכיים.הם פחות נוטים ל c אך מציעים שטח משטח נמוך יותר.

יחס הרִיק – אחוז החלל הריק במיטה המסנן – משפיע באופן ישיר על קצב זרימת האוויר ועל יכולת המסנן להתמודד עם עומסים הידראוליים גבוהים. יחס ריק גבוה יותר מפחית את הסיכון של כריתת ומקדם אספקת חמצן.

ביופיל Kinetics ומיקרוביאל אקולוגיה

הביופיל הוא הלב של מסנן הטריק.הוא מורכב קהילה מורכבת של חיידקים (אירובי, facultative, אנירובי), פטריות, פרוזוזה, ומטאזוה (תולעים, זחל חרקים) עובי הביו-סרטמטי משפיע על הביצועים.

בשכבה החיצונית האירובית, חיידק heterotrophic במהירות לצרוך חומר אורגני (BOD / COD) בביופילים עבים יותר, אזורי aoxic או אנירוביים להתפתח ליד פני השטח התקשורתי, המאפשר לניתוק חלקי אם מקור פחמן קיים.ההההההקבוע של עודף ביופילם (בשל טרף ו Shear הידראולי) לשלוט על עובי ומשמר את הפעילות הממושכת יותר משרשרת המזון היא פחות מאופקת.

העיצוב של מסננים מסובכים מבוסס על מודלים קינטיים כדי לחזות ביצועים.המקובל ביותר הוא דגם FLT:0 (Stover-Kincannon ModelFLT:1), המתייחס לשיעור ההסרה השברירי לקצב ההטען האורגני.המודל מהווה את שיעור ההסרה המקסימלי ואת קבוע הישבן.

דמויות של מים אפורים ופסולת לא תעשייתית

הבנת פרופיל הזיהום הספציפי של זרם היעד חיוני לתכנון מערכת סינון יעילה.

איכות המים והמגוון

איכות המים האפור משתנה באופן משמעותי בהתבסס על פעילויות המקור והמוצרים הביתיים בהם משתמשים.

הביקוש לחמצן ביוכימי (BOD5): ההרחבה 1 (BOD5) נעה בין 100 ל-400 מ"ג / L במים אפורים משולבים.
(ב) ⁇ (ב"ב) ⁇ (ב"ס): "השיער מכיל" 1:1, טוט, חלקיקי מזון, וגביע"ע (ב-)
(FLT:0) ננוטריטים: 1FLT:1 Nitrogen (ליצור חנקן 5-20 מ"ג / L) ו- Phosphorus (total phosphorus 0.5-5 מ"ג / L) נמצאים מרתיעים ומגורשי מזון.
(ב) ⁇ :0 (ב"ד): ⁇ ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ : ⁇ 1 (מיקרופלסטים), מוצרי טיפול אישיים וכימיקלים ביתיים.

(ב) ,0) אור אפורווטרל 1 (בחדר הבארק, מקלחות) נמוך יותר לטעון אורגני ופתוגנים בהשוואה ל-FLT:2dark אפורווטרל 3 (טביעות קיכניות, כביסה).

Defining non-Industrial Waste Streams

זרמי פסולת לא תעשייתיים נוצרים על ידי פעילויות מסחריות, מוסדיות, מגורים, למעט ייצור כבד.הם חולקים מאפיינים פסולת עירונית, אך לעתים קרובות עם עומסים נמוכים יותר.

עיירות קטנות עד בינוניות ומורכבות דיור.
בנייני משרדים ופארקים עסקיים.
בתי ספר, אוניברסיטאות ובתי חולים.
מסעדות, בתי מלון, ו- laundromats.
קמפינג ואזורי פנאי.

זרמים אלה מתאימים היטב לטיפול ביולוגי כי הם מכילים חומר אורגני בקלות ביולוגית.האתגר העיקרי הוא ניידות הידראולית ואורגנית עומס (למשל, שיאי ארוחת צהריים גדולים מבית קפה).

הערכה לטיפול ב-Girwater Treatment

המונחים: Organic

מסננים מתקדמים (עומס אורגני < 0.4 ק"ג BOD5 / m3 / m3) יכולים להשיג יעילות של הסרת BOD5 של 85% עד 95% עבור מים אפורים. מסננים גבוהים (0.4 עד 1.5 ק"ג BOD5 / m3 / m3) להשיג 70% עד 85% להסרת.השימוש המיושב מפילטר מעוצב היטב יהיה בדרך כלל B5 פחות מ-OD / ל- 30 מ"ג) מתאים ל-L.

הפרדה חד-משמעית

בעוד המסנן עצמו מספק כמה סינון, מבהיל מן המסנן המטומטב מכיל מוצקות biofilm מלוטשות. adequate משנית הבהרה הוא חיוני. a היטב מבהר יכול להשיג TSS של 20-40 מ"ג / L. עבור יעילות איכות גבוהה יותר (למשל, עבור פיזור תת-קרקעי), סינון נוסף (ממסנטרופי) הוא מסננים (ממסננים, פילטרים) מומלץ.

קידוד Pathogen Reduction

טיפול ראשוני וסביבת ה- biofilm המסנן יכול להגיע להפחתה של 1-2 (90-99%) של פתוגנים חיידקיים.עם זאת, זה לא מספיק לשימוש בלתי מוגבל עבור רוב ההנחיות הבריאות (למשל, WHO, US EPA). חיטוי טרטירי (כלור, קרינת UV, או או השמנה) נדרש כדי להבטיח איכות מיקרוביאלית בטוחה, מיקוד 10 / 100 עבור יישומים שאינם ניתנים להגדרה.

הערכה ל- Non-Industrial Streams

רובוסטנטיות וחוססן

אחת התכונות החזקות ביותר של מסנן מזרז היא החוסן שלה לעומסי הלם.בניגוד מערכות סלאווה מופעלות, אשר יכול לסבול מזינוק או לשטוף במהלך אירועי זרימה שיא, הביומסה במסנן מסובך.זה אומר שהמערכת יכולה להתמודד עם עלייה פתאומית בעומס הידראולי או אורגני ללא אובדן ביצועים משמעותי.

פוטנציאל חנק

בשיעורי טעינה אורגניים נמוכים (OLR < 0.2 ק"ג BOD5 / m3 / D), מסננים מטבוליים יכולים להשיג ניטציה משמעותית - ההמרה של אמוניה (NH3) לניטראט (NO3-) זה מאוד מועיל לקבל איכות מים או עבור יישומים רגישים חנקן.עם זאת, השגת ניטרציה עקבית באקלים קר דורש תכנון זהיר, כולל מיטות עמוקות, ventation נאותה, זמני שימור, וזמני שמירה עשויים להיות יותר.

יתרונות, מגבלות ופתרונות עיצוב

המונחים: key benefits

(FLT:0)Low Energy Demandve: 1FLT:1 ,הקלט הראשוני של האנרגיה הוא משאבת זרמי החלמה.טיוטה טבעית מספקת חמצן, מה שהופך אותו לאחת האפשרויות טיפול אירוביות היעילות ביותר באנרגיה.
(FLT:0) מבצע סימבודיות: חלקי תנועה קטנים יותר ובקרות פחות מורכבות בהשוואה ל- MBR או מערכות חמצון מתקדמות מתאימות להקשרים של אור קהילתי או מפעיל.
(FLT:0)Low Sludge Yield: 10.10.10.7 ייצור סלידג' הוא 0.3-0.6 ק"ג TSS לכל ק"ג BOD5 הוסר, נמוך משמעותית מהתחנה הפעילה (0.6-0.8 ק"ג / ק"ג) זה מקטין את עלויות הטיפול וההסתלקות.
(FLT:0) אמינות וארוכותיות: מערכות 1FIRLT:1 , מערכות מעוצבות היטב יש חיים תפעוליים ארוכים (20+ שנים) ויכולות לשבת בעידנים מורחבים ללא השפלה בביצועים חמורים.

כתובת: Key Limitations

בעוד מסננים מסובכים מציעים יתרונות רבים, מהנדסים חייבים להיות מודעים למגבלות שלהם ועיצוב בהתאם.

Clogging ו- Biofilm control

Clogging, או בריכות, מתרחשת כאשר הרִיק בתקשורת המסנן מלאים ביופיל עודף או מוצקות פיזיות.זהו סיכון ראשוני עם מים אפורים גבוהים.

התקנת מלכודות סלפיות יעילות ויישבות ראשית לפני המסנן.
שימוש באמצעי תקשורת עם יחס של רִיק גבוה (> 90%).
שמירה על טעינה הידראולית נאותה (כוח השפעה) להפטר מסרט עודף.
שילוב של החלמה לפסולת נכנסת מהירה ולשפר את הרטבים.

ביצועים קרים

שיעורי התגובה הביולוגית להאט באופן משמעותי בטמפרטורות קרות (נמוך 10 מעלות צלזיוס) זה יכול להפחית את יעילות הסרת BOD וחנקן.

לשפוך את המסנן בבניין או בפגז מבודד.
הגדלת יחס ההחזרה כדי לשמור על טמפרטורה גבוהה יותר.
מינוף מסנן גדול יותר כדי להתאים שיעורי תגובה נמוכים יותר (כלומר, תכנון לתנאי חורף).

חומרים מזינים ומיקרו-פוללוטנטים

מסננים טריקלינג אינם יעילים ביותר להסרת חנקן (אלא אם כן נועדו במיוחד עבור זה) והם עניים בהסרה זרחן.הם גם מוגבלים ביכולת שלהם להסיר כימיקלים אורגניים (למשל, תרופות) עבור רכבת חזקה, מסננים מטבוליים לעתים קרובות יחד עם רטובות בנויות, בריכות מלוטשות מתקדמות (פחמן, פחמן מנטה מקיפה) כדי להשיג סינון מקיף.

דרישות עבור מערכות מבוזרות

דרישות קדם-טקס

טיפול יעיל לפני הטיפול הוא חיוני להגנה על מדיה סינון הטריקים ולהבטיח ביצועים לטווח ארוך. עבור יישומים אפורים, זה בדרך כלל כולל:

(ב) ⁇ :0 (ב) ו-Lent Removal: ⁇ 1) A mesh filter או מלכודת lint ללכוד שיער, סיבים, וחלקיקי מזון.
(ב) ⁇ :0) שמן וגאז (FOG) נשלל: 1Freaph 1 - ירוט מים אפורים ממאכל מטבח כדי למנוע כריתת מים.
(ב) ⁇ :0) ⁇ : ⁇ : ⁇ 1 (ב) מיכל התיישבות כדי להסיר את החוזקות הנאות וליישב איתן, צמצום העומס האורגני על המסנן.

מערכות underdrain

מערכת ההפצה חייבת להבטיח לחות אחידה של כל משטח המסנן.סוגים נפוצים כוללים:

(ב) ⁇ :0) דיסטריוטרים: "העברת נשקים" 1 (FeloLT:1) שפורסים מים מעל התקשורת, הם מועצמים על ידי הראש ההידראולי, ומספקים אפילו הפצה.
(ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ : ⁇ : ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

המערכת מתחת לרדאר אוספת את הפעוט הטופל ותומכת בתקשורת.יש לתכנן כדי לאפשר זרימת אוויר נאותה דרך המיטה. צינורות נפוחים או רצפת שקר משמשים בדרך כלל.

פולנית לשימוש רב-לשוני

בעוד מסנן הטריק מספק טיפול משני מעולה, ללוט נוסף נדרש לעתים קרובות כדי לעמוד בסטנדרטים של שימוש חוזר מחמיר.טכנולוגיות ללטש נפוצות כוללות:

(ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
<חזק>UV Disinfection: מספק יעיל של חיידקים ווירוסים ללא טיפול כימי או חיטוי לוואי דורש מים עם הפרעות נמוכות (< 5 NTU).
(ב) ⁇ :0) ⁇ : 1 (ה) שיטה אמינה ויעילה לחיטוי, מספקת הגנה על חיים במערכת ההפצה.
(ב) ⁇ :0) ,Utlands:FLT:1 לספק סחף פסיבי, הסרת תזונתי ויצירת בתי גידול. אידיאלי עבור יישומים כפריים או פריבן.

התקדמות וחדשנות בביוטכנולוגיה

סודיות וקידום

הנדסה מודרנית פיתחה את מסנן הטריקלינג המסורתי לתוך תצורה יעילה יותר.

(FLT:0) פילטרים / הפעלת סלדג' (TF/AS) מערכות:FreaLT:1 בהגדרה זו, מסנן המטוטש פועל כשלב מחוספס, הסרת חלק גדול מהעומס האורגני לפני שהיפוך מועבר לאגן מזחלות פעיל.זה מקטין את הביקוש לאנרגיה של מערכת ההתנתקות הפעיל ומשפר את יכולת הקבע.

(FLT:0) משולב סרט קבוע (IFAS) והובלת Bed Biofilm Reactors (MBBR): FLT:1 מערכות אלה ללוות את הרעיון המצורף, אבל להשתמש בפקידי פלסטיק מסלקים חינם שהושעה בכור מעורב היטב.הם מציעים את היתרונות של טיפול ביו-סרטים (גיל חטוף, עמידות) בטביעה קטנה בהרבה מאשר טריק מסורתי מייצג מסנן טכנולוגי ישיר.

פיקוח ובקרה דיגיטלית

במבט קדימה, השילוב של מערכות ניטור ובקרה דיגיטליות משפר את האמינות של סינוןים מסובכים. חיישנים זולים, בקרים לוגיים יעילים (PLCs), וטלמטורי מרחוק מאפשרים למפעילים לייעל את שערי הפחתת ההפחתה, לזהות מוקדם, ולקבוע תחזוקה באופן פרואקטיבי.טכנולוגיות "תאום דיגיטלי" אלה הופכות טכנולוגיות ישנות חכמות ויעילות יותר.

מסקנה: הערך הסופי של טכנולוגיה פרובנס

בעידן של מערכות מזכרות הייטק וזרימת פסולת כימיות מורכבות, מסנן הטריק בולט על הפשטות והאמינות שלו.עבור טיפול במים אפורים ופסולת לא תעשייתית, הוא מציע שילוב יוצא דופן של צריכת אנרגיה נמוכה, ייצור קליטה נמוכה וביצועים חזקים.זה טכנולוגיה המתאימה היטב לביקוש הגובר של מערכות שימוש במים מבוזרים, במיוחד ביישומים מוערך.

בעוד לא פאנצ'טה אוניברסלית - זה דורש עיצוב זהיר לניהול כריתת עצים, מזג אוויר קר, וליטוט מלוטש - המגבלות שלו הן מופרכות היטב ולנהל. על ידי הצמדת מסננים עם שלבים טיפול מודרני, מהנדסים יכולים ליצור פתרונות טיפול במים יעילים מאוד, בר קיימא המשרתים קהילות במשך עשרות שנים.

עבור אנשי מקצוע המעוניינים ליישם את הטכנולוגיה הזו, ה-FLT:0 Water Environment FederationsFLT 1 מספק מדריך עיצוב נרחב, ואת ה-FLT:2 פילטר של ניטרינג סינון ניטרינג:0 Water Environment FederationsFLT 3 מציע מסגרות לסטנדרטים נצלניים.